DirectCompute

集成在Microsoft DirectX內。其中DirectX 10內集成Directcompute 4.0；DirectX 10.1內集成Directcompute 4.1；DirectX 11內集成Directcompute 5.0 。與Directcompute起到相同作用的還有OpenCL和CUDA。其中Directcompute和OpenCL是開放標準，CUDA是基於nVIDIA CUDA架構的私有標準。

支持DX10的GPU可以利用Directcompute的一個子集進行通用計算，支持DX11的GPU則可以使用完整的DirectCompute功能。nVIDIA CUDA技術和ATI Stream技術（現在稱為AMD APP技術）均提供對Directcompute的支持。

GPU通用計算API

GPU通用計算技術，簡單的說就是讓GPU（顯卡核心）處理圖形數據之外的其他數據。

在過去的幾年裡，GPU一直以每年或每半年更新一代的速度發展，其發展速度已遠把CPU拋在後面。隨著DirectX 10規範的出現，GPU開始採用統一渲染架構，其性能與功能也變得更為強大，它能做的事情已不單隻是運行3D遊戲，不少科學計算領域已開始利用GPU的優勢進行計算。ATI最先提出通用計算的概念，與斯坦福大學合作，在Folding@Home研究項目中利用ATI Radeon X1900作運算加速。通過GPU來模擬蛋白質合成，進而找尋有關蛋白質的疾病。自ATI R520 GPU問世以來，基於它的可編程架構，ATI投入大量資源研究通用計算，也就是說用GPU處理非圖形數據，處理一般在主流伺服器和桌面處理器上運行的軟體，性能比CPU高出10-30倍。

由於CPU與GPU在架構完全不同，軟體要在GPU上運行，就必須通過特定的環境或介面。通俗來說，就是需要一種工具，把程序員的語言翻譯成GPU聽的懂的語言。這個工具，就叫做GPU通用計算API。目前主流的通用計算API包括OpenCL 、Directcompute。當然還有nVIDIA CUDA架構和ATI Stream架構也可實現相同的功能。

Directcompute簡介

隨著業界對GPU通用計算技術的認可與重視，不同的廠商開始提供不同的GPU通用計算API解決方案。其中nVIDIA最先提出CUDA，但是CUDA是一種基於CUDA架構的私有標準，非CUDA架構的GPU（例如AMD GPU）無法使用。除了CUDA外，還有OpenCL，他是由蘋果提出的，得到業界多家廠商支持的開放標準。

但是OpenCL的成員中並不包括微軟，作為業界的領軍者，微軟自己推出了DirectCompute，並集成在DirectX內。當然DirectCompute也是一種開放的標準，由於微軟在業界的地位，nVIDIA和AMD均提供對DirectCompute 的支持。

另外，nVIDIA CUDA只是面向GPU通用計算，而OpenCL和Directcompute則在面向GPU通用計算的同時，還支持CPU+GPU異構運算。因此nVIDIA在不斷發展自身CUDA的同時，也要同時兼顧對OpenCL和Directcompute的支持。因為任何私有標準都是沒有前途的。

Directcompute是Windows 7操作系統里最重要的一個組成部分，在Windows 7中，CPU與GPU組成了協同處理環境。它們的分工是，CPU運算非常複雜的序列代碼，而GPU則運行大規模并行應用程序。因此，在Windows 7，CPU與GPU功能平衡，可以提供更快、更可視化的Windows 7體驗。也標誌著主流的桌面級操作系統開始邁向異構通用計算。

Directcompute技術的硬體支持

nVIDIA Geforce8系列，9系列，GT200系列，GT400系列，GT500系列，ION系列。AMD Radeon HD4000系列，HD5000系列，HD6000系列顯卡均提供最Directcompute的硬體支持。

Directcompute的操作系統支持

Windows Vista(需更新KB971512補丁，以便打開Vista的DirectX 11支持)、Windows 7、Windows Server 2008提供對Directcompute的支持。Windows XP以下和非Windows系統不在支持之列。

視頻處理

GPU在視頻轉碼方面有著得天獨厚的優勢。Windows 7增加了視頻即時拖放轉換功能，可以將電腦中的視頻直接轉換到移動媒體播放器上，如果你的GPU支持Directcompute，那麼這一轉換過程就將由GPU完成。其轉換速度將達到CPU5-6倍。

Windows 7中的Windows Media Player和Windows Media Center增加了對H.264和Quicktime.mov.content高清播放的原生支持。Windows 7還增加了對由GPU支持的高清播放的in-the-box支持，可以流暢觀看，同時CPU佔用率很低。這一切都是藉助Directcompute實現的。

CyberLink旗下軟體最新版均提供Directcompute支持。

在AMD顯卡上，通過ATI Stream技術實現，在nVIDIA顯卡上，則通過CUDA技術實現。

物理加速

nVIDIA公司非常成功的將PhysX物理引擎，通過CUDA技術與Geforce顯卡相結合，誕生了nVIDIA PhysX物理加速技術，但是PhysX物理加速技術是基於私有的CUDA標準。為了與之競爭，AMD推出了基於OpenCL和Directcompute的“開放物理計劃”與之抗衡。開放物理計劃聯合了Havok、Bullet和Pixelux DMM三種物理引擎，基於ATI Stream、OpenCL和Directcompute，將AMD GPU中強大的并行計算能力運用到遊戲中去加速物理計算。同時開放物理計劃也貫徹了異構運算理念，由CPU+GPU聯合進行物理計算，GPU負責柔性材料模擬、流體模擬、爆炸模擬等大計算量的物理模擬計算。任何支持Directcompute技術的顯卡都將支持這一計劃。

動態模擬

利用Directcompute技術，GPU可以對自然界的事物做動態模擬，達到以假亂真的效果。

右圖是nVIDIA製作的DEMO，透過Directcompute技術，在GPU上運算快速傅里葉變換，展現了模擬的動態海洋。

隨著技術的發展，動態模擬越來越多的用到遊戲中，為我們在遊戲中帶來栩栩如生的虛擬世界。

網頁加速

Internet Explorer 9加入了對Directcompute技術的支持，可以調用GPU對網頁中的大計算量元素做加速計算，從而減輕CPU的負擔。在AMD顯卡上，通過ATI Stream技術實現，在nVIDIA顯卡上，則通過CUDA技術實現。

辦公軟體

Excel2010、Powerpoint2010均提供Directcompute技術支持。在AMD顯卡上，通過ATI Stream技術實現，在nVIDIA顯卡上，則通過CUDA技術實現。